VALORISATION DE L’ACCESSIBILITE AUX TERRITOIRES

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1 Ministère de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie

Ministère du Logement et de l’Egalité des territoires

VALORISATION DE L’ACCESSIBILITE

AUX TERRITOIRES

GROUPE DE REFLEXION

présidé par

Jean POULIT

RAPPORT

31 juillet 2014

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3 GROUPE DE REFLEXION SUR LA VALORISATION DE L’ACCESSIBILITE AUX TERRITOIRES

Le présent rapport résulte des travaux d’un groupe de réflexion sur la valorisation de l’accessibilité aux territoires

qui a été créé, en Juillet 2012 à l’initiative de Jean Poulit, ingénieur général honoraire des ponts et chaussées, conseiller du directeur de l’habitat, de l’urbanisme et des paysages, à la direction générale de l’aménagement, du logement et de la nature, au ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie. Jean Poulit approfondit depuis 40 ans la notion de valorisation économique de l’accessibilité aux territoires. Il a publié des rapports de synthèse sur le sujet en 1973, 1974, 1994 et 2005 et dirigé de très nombreuses études d’évaluation réalisées par des bureaux d’études sur la base de ces analyses (Confer références bibliographiques).

L’objectif était, en parallèle aux travaux conduits sur l’évaluation socioéconomique des investissements publics dans le cadre d’une mission confiée à Émile Quinet par le Centre d’analyse stratégique, d’approfondir la notion d’accessibilité aux territoires qui prend le relais des gains de temps à la mise en service d’une infrastructure de transport et de déterminer les facteurs économiques et environnementaux associés à cette notion.

Le groupe de réflexion s’est réuni 15 fois entre le mois de décembre 2012 et le mois de juillet 2014.

Ont activement participé à ces échanges la direction générale des infrastructures, des transports et de la mer, la direction générale de l’aménagement, du logement et de la nature, le commissariat général au développement durable, le conseil général de l’environnement et du développement durable, la direction régionale et interdépartementale de l’équipement et de l’aménagement d’Île de France, la Société du Grand Paris, les services d’études techniques (Setra, Certu, et désormais Cerema) du ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie ainsi que du ministère du logement et de l’égalité des territoires, concernés par le thème de l’accessibilité et celui des facteurs économiques et environnementaux associés.

Ont également été associés à cette réflexion des chercheurs reconnus sur le thème traité, appartenant à des instituts de recherche publics (Ifsttar) ou à des bureaux d’études de grande réputation (Setec, Artelia).

Ont ainsi assisté régulièrement aux réunions les experts et responsables suivants : Chercheurs :

Marc Gaudry, professeur d’économie à l’université de Montréal

Matthieu de Lapparent, chargé de recherche à l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

Jacques Pavaux, ingénieur général des ponts et chaussées honoraire, ancien directeur général de l’Institut du transport aérien

Bureaux d’études spécialisés :

Didier Révillon, directeur d’études au département Etudes générales de transport à Setec International Pierre Laborde, directeur d’études chez Artélia Ville et Transport

Jean Delons, chef du département Economie Trafic Cofiroute Société du grand Paris :

Jean-Claude Prager, directeur des études économiques de la Société du Grand Paris

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Commissariat général au développement durable :

Jean-Jacques Becker, sous-directeur de la mobilité et de l'aménagement, service de l'économie, de l'évaluation et de l'intégration du développement durable (CGDD)

Nicolas Wagner, chef du bureau de l’analyse économique des transports, sous-direction de la mobilité et de l’aménagement (CGDD)

Gilles Orzoni, chef du bureau de l’évaluation économique de l’aménagement et des territoires, sous-direction de la mobilité et de l’aménagement (CGDD)

Conseil général de l’environnement et du développement durable :

Marc Sandrin, membre du Conseil général de l’environnement et du développement durable, 2^ème section Services d’études techniques du ministère :

François Combes, Ingénieur chercheur au LVMT, qui a rejoint le SETRA (désormais CEREMA) à dater du mois de Janvier 2014

Nicolas Gillio, chef de projet "études économiques et développement des territoires" au CERTU (désormais CEREMA)

Direction générale des infrastructures, des transports et de la mer :

Jean-Bernard Kovarik, adjoint au directeur général des Infrastructures, des transports et de la mer (DGITM) Olivier Gavaud, chef du bureau des études économiques générales, à la sous-direction des études et de la prospective, service de l’administration générale et de la stratégie, DGITM

Direction générale de l’aménagement, du logement et de la nature :

Philippe Guillard, directeur général adjoint à la Direction générale de l’aménagement, du logement et de la nature (DGALN)

Rémi Costantino, puis Nicolas Naville, chef du bureau des grandes opérations d’urbanisme à la sous-direction de l’aménagement durable (DHUP/DGALN)

Anthony Briant, chef du bureau des opérations d’aménagement à la sous-direction de l’aménagement durable (DHUP/DGALN)

Frédérique Bénizé, chargée de mission auprès du chef du bureau des grandes opérations d’urbanisme à la sous- direction de l’aménagement durable (DHUP/DGALN)

Direction régionale et interdépartementale de l’équipement et de l’aménagement d’Île-de-France :

Adrien Kippelen, adjoint au chef du Service de la Connaissance, des Études et de la Prospective, à la Direction régionale et Interdépartementale de l’équipement et de l’aménagement d’Île de France (DRIEA),

La rédaction du rapport a été assuré par Jean Poulit qui a repris des travaux antérieurs conduits par ses soins, les a soumis à la critique des membres du groupe de réflexion et qui a, sur la base de ces observations et de ces discussions, procédé à l’adaptation du texte ainsi qu’à la refonte de son organisation lorsque cela apparaissait nécessaire. Il a été secondé dans cet effort de rédaction par Matthieu de Lapparent qui a rédigé la partie relative à la présentation de la théorie des choix discrets de Daniel McFadden.

L’objectif principal était de faire prendre conscience aux représentants des différentes directions et services techniques du ministère du contenu de la notion de valorisation de l’accessibilité aux territoires et de mettre sous une forme cohérente les informations et données disponibles à ce jour sur le sujet. Les membres du groupe de réflexion estiment que les éléments contenus dans le présent rapport constituent un socle de référence permettant d’organiser de façon constructive des débats contradictoires et de procéder à des approfondissements.

Le document est loin d’être exhaustif. Il sera enrichi dans le cadre d’échanges approfondis à venir avec les responsables du monde académique, spécialistes de l’économie géographique. Ont été ainsi identifiés en conclusion les thèmes méritant débats complémentaires et effort de concertation.

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Un rapport définitif intégrant le résultat de ces échanges sera établi à l’issue de cette période de concertation.

Le présent rapport est diffusé au conseil général de l’environnement et du développement durable, au commissariat général au développement durable et aux directions générales du ministère concernés par le sujet ainsi qu’aux directions régionales de l’environnement, de l’aménagement et du logement et aux directions départementales des territoires et de la mer. Il est également diffusé au Cerema, à l’Ifsttar, à l’Enpc, aux bureaux d’études privés œuvrant dans le domaine des transports et de l’aménagement ainsi qu’aux principaux laboratoires de recherche académique ou privée spécialisés dans l’économie géographique. Il est enfin diffusé aux établissements publics ou privés gestionnaires de grandes infrastructures de transport ou de projets d’aménagement.

Les auteurs de la présente réflexion espèrent que ces travaux permettront de mieux faire comprendre le concept d’accessibilité aux territoires qui est l’un de ceux qui permet d’établir une relation fructueuse entre les responsables de la conception et de la réalisation des infrastructures de transport et les responsables de l’élaboration et de la conduite des politiques d’urbanisme et d’aménagement du territoire.

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6 Plan du rapport

Le présent rapport comporte 4 parties :

La première partie est consacrée à l’approche méthodologique de la valorisation économique de l’accessibilité aux territoires.

Sont en introduction présentés les 3 temps des interactions qui existent entre les territoires et les transports :

- celui des gains de temps à l’ouverture d’une infrastructure nouvelle,

- celui de l’appariement entre les compétences des actifs et des activités qu’ils sont susceptibles d’occuper, séquence qui dure en moyenne 4 ans et qui conduit à la disparition des gains de temps au profit de la création de richesse et de bien-être,

- celui enfin de l’implantation de nouveaux emplois et de nouvelles résidences, qui n’intervient généralement qu’au bout de 5 à 7 ans après l’ouverture d’une infrastructure structurante majeure.

Le présent rapport est consacré à l’analyse du 2^e temps, celui du brassage des résidents et des emplois qu’ils occupent ou qu’ils fréquentent pour effectuer des achats ou acquérir des services. Il ne traite pas des modèles de développement urbain, dénommés également Luti (land use transport interaction), c’est-à-dire de ceux que l’on met en œuvre pour simuler les évolutions du patrimoine résidentiel ou d’activité (troisième temps des interactions). Ce deuxième temps se déroule à patrimoine résidentiel et d’activité donné.

Cette séquence, très généralement méconnue, est essentielle pour bien comprendre les interactions qui s’établissent entre les occupants d’un territoire donné et les infrastructures de transport qui desservent ce territoire.

Est ensuite présentée la formulation du surplus lié à l’accessibilité en application de la théorie des choix discrets de Daniel McFadden, prix Nobel d’économie.

Le domaine des transports et des relations qui s’établissent entre les résidents et les activités qu’ils convoitent pour créer de la richesse ou pour effectuer des achats de biens et services est un cas particulier, très important, d’application de la théorie des choix discrets de Daniel McFadden. Le rapport permet d’établir la correspondance entre les facteurs utilisés traditionnellement dans la modélisation des déplacements et les facteurs mis en évidence dans la théorie des choix discrets de Daniel McFadden.

Est enfin abordé le cas très général des systèmes de transport arrivés à maturité, qui ont comme caractéristique que les dépenses monétaires qu’y consacrent les usagers sont une part constante de la valeur attribuée au temps de déplacement. Dans cette hypothèse, il y a proportionnalité entre le coût généralisé de déplacement et le temps de ce déplacement.

On peut, des lors, illustrer les notions d’accessibilité sous la forme de zones de chalandise accessibles dans un temps de transport donné. Ces zones de chalandise et les valeurs économiques ou de bien-être qui leur sont associées, ont comme principal avantage de permettre des illustrations cartographiques d’une très haute qualité pédagogique.

La deuxième partie du rapport est consacrée à la présentation des études de corrélations entre l’utilité des déplacements au sens de la valorisation économique de l’accessibilité et des données économiques telles que des suppléments de salaire ou de valeur ajoutée.

Deux études font l’objet d’une présentation approfondie :

- celle des corrélations observées dans le cas de 16 agglomérations de taille croissante allant de Guéret à l’Île-de- France,

- celle des corrélations observées dans le cas des territoires entourant les 36 000 communes de France.

Cette 2^e partie du rapport est également consacrée à la présentation d’études a posteriori réalisées à la mise en service d’infrastructures nouvelles et qui font apparaître des relations de cause à effet entre la possibilité pour les usagers d’utiliser ces infrastructures et la création de valeur ajoutée.

Sont ainsi présentées les études a posteriori réalisées sur les autoroutes A 87 et A 89 ainsi que celles réalisées sur les 3 lignes de tramway de Bordeaux. Ces études a posteriori confortent les relations de causalité identifiées dans la première partie du rapport.

La troisième partie du rapport est consacrée à l’application de la méthode de valorisation économique de l’accessibilité à l’évaluation d’un projet d’infrastructure de transport.

On peut, selon les moyens et le temps dont on dispose, faire appel à une approche à vocation opérationnelle simple et pédagogique ou à une approche plus affinée au plan de l’évaluation des coûts généralisés de déplacement.

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Dans le premier cas, celui d’une approche à vocation opérationnelle simple et pédagogique, sont traités le cas des déplacements à dominante urbaine qui peuvent se satisfaire d’une solution « plancher » et le cas des déplacements urbains et interurbains qui reposent sur une solution « optimisée ».

Dans le deuxième cas, celui d’une approche plus affinée au plan de l’évaluation des coûts généralisés de déplacement, sont définis les principes qui permettent de respecter la valorisation économique de l’accessibilité tout en portant une attention plus grande à l’évaluation approfondie des coûts généralisés de déplacement, tant dans le domaine des déplacements à dominante urbaine que dans le domaine des déplacements à dominante urbaine et interurbaine.

La quatrième partie du rapport est consacrée à l’illustration des résultats grâce à des représentations cartographiques particulièrement pédagogiques.

Une première série de représentations illustre les performances économiques et naturelles des territoires et les améliorations induites par les infrastrucures évaluées.

Une deuxième série de représentations illustre les nuisances au sein des territoires et les améliorations induites ou susceptibles de l’être par les infrastructures projetées.

Ces quatre parties peuvent comporter quelques redites.

Elles ont été considérées comme le prix à payer pour assurer à chaque partie du rapport une certaine autonomie de lecture et permettre ainsi aux différents thèmes d’être abordés séparément.

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8 1 PREMIERE PARTIE : APPROCHE METHODOLOGIQUE 13

1.1 Introduction : les 3 temps des interactions entre les territoires et les transports. La valorisation de

l’accessibilité au cœur du 2^e temps des interactions. 14

1.2 Formulation du surplus lié à l’accessibilité en application de la théorie des choix discrets de Daniel

McFadden, prix Nobel d’économie 17

1.2.1 Introduction générale à la théorie des choix discrets 17

1.2.2 Présentation d’exemples simples de choix discrets au sens de Daniel McFadden 17 1.2.2.1 Cas de quatre itinéraires rejoignant une zone i à une zone j 17 1.2.2.2 Cas de 100 biens convoités implantés dans une zone j reliée à une zone de résidence i par un seul mode de transport et un seul itinéraire, de coût généralisé C_ij 18 1.2.3 Justification de la formule de l’utilité préconisée par Daniel McFadden : 19

1.2.4 Cas des modalités de choix emboités : 21

1.3 Equivalence entre le facteur σ de la formule de Daniel McFadden et le facteur Coi/α des modèles

traditionnels de distribution des déplacements 27

1.3.1 Analyse des modèles de génération et de distribution reconstituant avec fidélité les résultats des

enquêtes globales de transport : 27

1.3.1.1 La génération des déplacements 27

1.3.1.2 La distribution spatiale des déplacements 28

1.3.2 Signification économique du terme C0i et détermination de la valeur du facteur α^z par motif de

déplacement : 29

1.3.2.1 Détermination de Coi pour le motif de déplacement domicile travail 29 1.3.2.2 Détermination des coefficients α par motif de déplacement 31 1.3.3 Equivalence entre le facteur σ de la formule de Daniel McFadden et le facteur C_0i/α des modèles

traditionnels de distribution des déplacements : 33

1.3.3.1 Analyse de la formule donnant la probabilité, pour un résident localisé en i, d'effectuer un

choix entre des biens convoités localisés en j. 33

1.3.3.2 Utilité associée aux déplacements issus d'une zone i. 34

1.3.3.3 Induction du nombre des déplacements ou induction de la portée des déplacements 42 1.3.3.4 Rentabilité marginale d’une infrastructure de transport et rentabilité globale d’un projet

d’aménagement 50

1.3.3.5 Valeurs tutélaires du temps de déplacement ou valeurs réelles 51 1.3.3.6 Intérêt d’évaluer l’utilité brute des destinations convoitées et de la dissocier des coûts

généralisés de transport 53

1.3.4 Comparaison des méthodes d’évaluation d’une infrastructure de transport reposant sur la théorie des choix discrets de Daniel McFadden et sur celle des gains de coûts généralisés 55

1.3.4.1 L’autoroute A16 au nord de l’Île de France 55

1.3.4.2 L’autoroute A65 Langon Pau 56

1.4 Valorisation de l’accessibilité aux territoires dans le cas d’une approche à vocation opérationnelle et pédagogique reposant sur la seule prise en compte du temps de déplacement et des zones de chalandise

associées 58

1.4.1 Déplacements urbains. Explication de la stabilité globale des temps de transport observés sur longue période, de la part de l’ensemble des usagers fréquentant un territoire à dominante urbaine 58

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1.4.1.1 Les faits : les résultats des enquêtes globales de transport. Résultats des enquêtes globales de

transport en Île de France de 1976 à 2011. 58

1.4.1.2 La prise en compte du facteur temps dans la distribution spatiale des déplacements et les

calculs de l’accessibilité. 59

1.4.1.3 La stabilité du temps moyen de déplacement en milieu isotrope. 61 1.4.1.4 La stabilité du temps moyen de déplacement en milieu anisotrope. 63 1.4.2 Décomposition de l’utilité nette au sens de Daniel McFadden en une utilité brute mettant en évidence l’effet positif de la diversité des biens accessibles et un coût généralisé moyen de déplacement issu

de la zone de résidence i dans le cas des déplacements urbains 64

1.4.2.1 L’intérêt de la décomposition de l’utilité nette en une utilité brute et un coût généralisé moyen

de déplacement 64

1.4.2.2 L’évaluation du coût généralisé moyen d’un déplacement issu de la zone i. 64 1.4.2.3 L’évaluation de l’utilité brute associée à la possibilité d’effectuer un choix entre les biens convoités commodément accessibles à partir de la zone de résidence i. 64 1.4.2.4 L’utilité nette, l’utilité brute et les coûts généralisés de déplacement associés à N

déplacements 70

1.4.3 Déplacements urbains et interurbains. Explication de la stabilité globale des temps de transport observés sur longue période de la part de l’ensemble des usagers fréquentant un territoire à dominante

urbaine et interurbaine. Prise en compte du temps ressenti 70

1.4.3.1 Les faits : les résultats des enquêtes globales de transport. L’impact des déplacements à

moyenne et longue distance 70

1.4.3.2 La prise en compte du facteur temps ressenti dans la distribution spatiale des déplacements et

les calculs de l’accessibilité en milieu urbain et interurbain 70

1.4.3.3 La stabilité du temps moyen de déplacement ressenti et réel en milieu isotrope 71 1.4.4 Décomposition de l’utilité nette en une utilité brute et un coût généralisé moyen de déplacement issu de la zone de résidence i dans le cas des déplacements urbains et interurbains 73

1.4.4.1 L’intérêt de la décomposition de l’utilité nette des déplacements urbains et interurbains en

une utilité brute et un coût généralisé moyen de déplacement 73

1.4.4.2 L’évaluation du coût généralisé moyen d’un déplacement de courte, moyenne et longue portée

issu de la zone i 73

1.4.4.3 L’évaluation de l’utilité brute associée à la possibilité d’effectuer un choix entre les biens convoités commodément accessibles en urbain et en interurbain à partir de la zone de résidence i 74 1.4.4.4 L’utilité nette, l’utilité brute et les coûts généralisés de déplacement associés à N

déplacements urbains et interurbains 79

2 DEUXIEME PARTIE : CORRELATIONS ET RELATIONS DE CAUSE A EFFET 81

2.1 Corrélations entre l’utilité brute des déplacements et des données économiques telles que des

suppléments de salaire ou de valeur ajoutée 83

2.1.1 Les corrélations observées sur les territoires desservis par des infrastructures de transport en service : cas de 16 agglomérations de taille croissante. Le point de vue des actifs et des membres du ménage

associés 83

2.1.1.1 Le cas des déplacements domicile travail 83

2.1.1.2 Le cas des déplacements pour tous motifs économiques 89

2.1.2 Les corrélations observées sur les territoires desservis par des infrastructures de transport en service

: cas des 36 000 communes de France. 95

2.1.2.1 Les performances économiques sur les 36 000 communes de France 95 2.1.2.2 Les performances économiques des différents territoires européens 108

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2.1.2.3 Les performances naturelles des différents territoires français 110

2.1.2.4 Complément d’information 114

2.2 Relations de cause à effet observées à la mise en service d’infrastructures nouvelles 115 2.2.1 Les relations de cause à effet observées à la mise en service des deux autoroutes A 87 et A 89 115 2.2.1.1 Principe de l’évaluation ex post de l’impact d’une infrastructure de transport 115 2.2.1.2 Résultats obtenus dans le cas de l’autoroute A87 Angers La Roche sur Yon 119 2.2.1.3 Résultats obtenus dans le cas de l’autoroute A89 Bordeaux Clermont-Ferrand 126

2.2.1.4 Commentaires 133

2.2.2 Les relations de cause à effet observées à la mise en service de trois lignes de tramway à Bordeaux 133

2.2.2.1 Méthodologie 134

2.2.2.2 Résultats observés : Evolution du prix des maisons (corrigé des fluctuations régionales) 134 2.2.2.3 Résultats observés : Evolution du prix des appartements (corrigé des fluctuations régionales)

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3 TROISIEME PARTIE : APPLICATION A L’EVALUATION D’UN PROJET

D’INFRASTRUCTURE DE TRANSPORT 139

3.1 Stratégie à vocation opérationnelle simple et pédagogique et stratégie plus affinée au plan de

l’évaluation des coûts généralisés de déplacement 140

3.1.1 L’approche à vocation opérationnelle simple et pédagogique 142

3.1.2 L’approche plus affinée au plan de l’évaluation des coûts généralisés de déplacement 143

3.2 L’approche simple et pédagogique « plancher » : le cas des déplacements à dominante urbaine 147

3.2.1 Les performances économiques et naturelles des territoires 147

3.2.1.1 Le principe de l’évaluation des performances des territoires à dominante urbaine. Rappel du chapitre 1.4 et des sous chapitres 1.4.1 et 1.4.2 applicables aux déplacements urbains 147

3.2.1.2 Les déplacements pour motif domicile travail 147

3.2.1.3 Les déplacements pour tous motifs à vocation économique 154

3.2.1.4 Les déplacements pour motif loisirs verts 162

3.2.2 Les coûts généralisés de transport 166

3.2.2.1 Le principe de l’évaluation des coûts généralisés des déplacements 166 3.2.2.2 L’évaluation de l’évolution des coûts généralisés des déplacements domicile travail 166 3.2.2.3 L’évaluation de l’évolution des coûts généralisés des déplacements à vocation économique 168 3.2.2.4 L’évaluation des coûts généralisés des déplacements à vocation naturelle (ou loisirs verts) 170

3.2.3 Les nuisances induites 171

3.2.3.1 Le principe de l’évaluation des nuisances 171

3.2.3.2 L’insécurité routière 173

3.2.3.3 Le bruit 174

3.2.3.4 La pollution atmosphérique 174

3.2.3.5 L’effet de serre 174

3.3 L’approche simple et pédagogique « optimisée » : le cas des déplacements urbains et interurbains 176

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3.3.1.1 Le principe du calcul des performances des territoires à dominante urbaine et rurale : temps réel et temps ressenti. Rappel du chapitre 1.4 et des sous chapitres 1.4.3 et 1.4.4 applicables aux

déplacements urbains et interurbains 176

3.3.2.1 Le principe de l’évaluation des coûts généralisés des déplacements 196 3.3.2.2 L’évaluation des coûts généralisés des déplacements domicile travail 197 3.3.2.3 L’évaluation des coûts généralisés des déplacements à vocation économique 198 3.3.2.4 L’évaluation des coûts généralisés des déplacements à vocation naturelle (ou loisirs verts) 201

3.3.3.3 Le bruit 205

3.4 Une approche affinée au plan de l’évaluation des coûts généralisés de déplacement « plancher »: le

cas des déplacements à dominante urbaine 207

3.4.1.1 Le principe de l’évaluation des performances des territoires, l’utilité brute. Rappel du chapitre

2 207

3.4.2.1 Le principe de l’évaluation des coûts généralisés des déplacements 207 3.4.2.2 L’évaluation de l’évolution des coûts généralisés des déplacements domicile travail 208 3.4.2.3 L’évaluation de l’évolution des coûts généralisés des déplacements à vocation économique 208 3.4.2.4 L’évaluation des coûts généralisés des déplacements à vocation naturelle (ou loisirs verts) 208

3.4.3.3 Le bruit 208

3.5 Une approche affinée au plan de l’évaluation des coûts généralisés de déplacement « optimisée »: le

cas des déplacements urbains et interurbains 209

3.5.1.1 Le principe de l’évaluation des performances des territoires, temps réel et temps ressenti,

l’utilité brute. Rappel du chapitre 2 209

3.5.2.1 Le principe de l’évaluation des coûts généralisés des déplacements 209 3.5.2.2 L’évaluation de l’évolution des coûts généralisés des déplacements domicile travail 209

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3.5.2.3 L’évaluation de l’évolution des coûts généralisés des déplacements à vocation économique 209 3.5.2.4 L’évaluation des coûts généralisés des déplacements à vocation naturelle (ou loisirs verts) 210

3.5.3.3 Le bruit 210

4 QUATRIEME PARTIE : REPRESENTATIONS CARTOGRAPHIQUES DES

EVALUATIONS 211

4.1 Représentation cartographique des performances économiques et naturelles des territoires 213 4.1.1 Des exemples d’illustrations des performances obtenues en approche « plancher » (isochrone de 40

minutes) 214

4.1.1.1 La quatrième rocade d’Île de France 214

4.1.1.2 L’élargissement à 2 fois 4 voies de la Francilienne 219

4.1.1.3 La variante Rive gauche de la LGV Paris Normandie 224

4.1.1.4 La variante Rive droite de la LGV Paris Normandie 231

4.1.2 Des exemples d’illustrations des performances obtenues en approche « optimisée » (10 couronnes

concentriques de 20 minutes de pas) 238

4.1.2.1 L’évaluation des lignes aériennes domestiques françaises 238 4.1.2.2 L’évaluation de 7 lignes nouvelles au départ de Marseille 250

4.2 Représentation cartographique des nuisances induites au sein des territoires 255

4.2.1 L’insécurité routière 256

4.2.1.1 La quatrième rocade autoroutière d’Île de France 256

4.2.2 La pollution atmosphérique 260

4.2.3 L’effet de serre 264

5 EN GUISE DE CONCLUSION 269

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13 1 Première partie : Approche méthodologique

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14 1.1 Introduction : les 3 temps des interactions entre les territoires et les transports. La valorisation de l’accessibilité au cœur du 2

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temps des interactions.

Les territoires et les transports s’inscrivent dans une approche en trois temps qu’il convient de bien comprendre pour construire des raisonnements cohérents :

- Premier temps : à l'ouverture d'une infrastructure nouvelle, on gagne du temps et on valorise ces gains de temps.

C'est la tradition du ministère de l'équipement, et désormais celle du ministère de l'écologie, de valoriser ainsi l'impact des grandes infrastructures de transport qui desservent notre territoire.

La méthode correspondante est décrite dans l'annexe 1 de l'instruction cadre du 25 mars 2004, signée par Gilles de Robien.

L’annexe 1 introduit la notion, bien connue, de coût généralisé de transport, combinaison de la valorisation du temps de transport et des dépenses monétaires associées. Elle définit également les valeurs tutélaires qu’il convient d'appliquer aux nuisances induites à l'occasion de ces déplacements.

- Deuxième temps : dès l'ouverture de l'infrastructure nouvelle, du fait de l’apparition d’univers de choix élargis, le phénomène de l'appariement entre actifs et emplois se manifeste, de même que le phénomène de l’appariement entre résidents et services commodément accessibles ou encore entre résidents et espaces naturels.

Les actifs, lorsqu’ils changent d'activité, recherchent un emploi mieux adapté à leurs compétences. Les employeurs recherchent, de leur côté, des actifs mieux adaptés aux spécificités des postes de travail qu’ils développent.

Ce phénomène crée une amélioration de la productivité, dont la valeur est supérieure aux gains de temps observés à la mise en service de l'infrastructure nouvelle.

Les gains de temps observés à l'ouverture de la voie disparaissent ainsi progressivement au profit de l'appariement des actifs et des emplois. Le phénomène met en moyenne 3 à 4 ans à s’épanouir puis à se stabiliser. Au bout de 3 à 4 ans, en effet, la grande majorité des actifs a changé d'emploi. Les gains de temps ont disparu.

L’appariement s’applique également, de façon plus rapide, aux conditions d’accès aux différents commerces et services entourant le lieu de résidence, ou de travail, des actifs et des membres du ménage associé.

Dès l’ouverture d’une infrastructure nouvelle, les résidents recherchent les commerces et les services leur offrant les conditions de satisfaction les plus élevées. Le phénomène créé une amélioration du service rendu dont la valeur est supérieure aux gains de temps observés la l’ouverture de l’infrastructure.

Les gains de temps disparaissent ainsi rapidement au profit d’une amélioration de l’accessibilité aux commerces et services entourant les lieux de résidences et d’activité.

L’appariement s’applique enfin, dans une formulation similaire, aux conditions d’accès à la nature et au sentiment de bien-être environnemental qui en découle. Dès l’ouverture d’une infrastructure nouvelle, les résidents peuvent accéder à des espaces naturels et récréatifs plus abondants. Il en découle une amélioration du sentiment de bien-être environnemental dont la valeur est supérieure aux gains de temps observés à la mise en service de l'infrastructure nouvelle. Les gains de temps disparaissent ainsi au profit d’un meilleur appariement des résidents avec les espaces naturels auxquels ils peuvent plus commodément accéder.

L’instruction cadre du 25 mars 2004 définit, dans son annexe 2, la façon de calculer ce triple effet, économique, de service, et environnemental, qui découle directement de l’application au domaine des transports de la théorie des choix discrets de Daniel McFadden, prix Nobel d'économie.

Daniel McFadden considère que, lorsque des choix doivent être effectués entre différentes opportunités (les choix discrets), l’évaluateur donne des valeurs strictes à chacun de ces choix, à l’aune des connaissances qu’il en a. Mais l'usager, plus subtil que cela, attribue à chaque choix possible une valeur qui lui est spécifique.

Cela le conduit à attribuer aux biens ou services, entre lesquels il peut effectuer un choix, une valeur supérieure ou inférieure à la valeur stricte attribuée par l’évaluateur. Il effectuera bien entendu le choix qui maximise sa satisfaction. La valeur sélectionnée sera donc supérieure à la valeur stricte attribuée par l’évaluateur. Cette appréciation personnelle donne naissance, au-delà de la valeur stricte donnée par l’évaluateur, à un terme « ε » que l'évaluateur ne connaît pas mais dont il connaît par contre la distribution statistique, qui, elle, est très générale, et qui a été observée dans de nombreux cas de choix discrets.

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C’est ce phénomène qui sera approfondi dans le présent rapport car il est au cœur des relations entre les territoires et les transports.

Dans la pratique, l'étape numéro 2 donne naissance à une méthode d’évaluation qui repose sur l’identification, à partir de chaque lieu de résidence, des territoires accessibles dans un temps de transport donné, territoires au sein desquels on identifie les biens convoités dont la quantité a une valeur. Plus la quantité de biens convoités est élevée, plus le choix est important et plus le terme « ε » identifié par Daniel McFadden prend du poids. C'est le phénomène de l'appariement qui est ainsi déterminé. Il a des conséquences importantes.

La valeur calculée a des propriétés très concrètes.

Pour les déplacements domicile travail, elle est strictement corrélée aux suppléments de salaires nets des actifs résidant au sein des territoires qui font l’objet de l’évaluation par rapport aux salaires observés au sein des territoires isolés.

Pour les déplacements à fonction économique et de service, qui incluent à la fois les déplacements domicile travail, les affaires, l’éducation, les achats et services, elle est strictement corrélée aux suppléments de valeur ajoutée des territoires qui font l’objet de l’évaluation par rapport aux valeurs ajoutées observées dans les territoires isolés.

Pour les déplacements à fonction d’accès à la nature, elle permet d’identifier une valorisation du sentiment de bien-être environnemental qui découle de cette proximité de la nature.

Pour l’ensemble des déplacements, elle est corrélée à la valeur foncière du territoire étudié, qui peut donc être reconstituée de façon logique et cohérente.

Le temps s'est ainsi transformé en surplus économique ou de bien-être. On ne dit plus, à ce stade : « combien de temps ai-je gagné ? » mais « qu’ai-je fait de mon temps ? ». C’est ce qui permet d’établir le lien entre les transports et les territoires, alors que l’étape 1, celle des gains de temps, ne permet pas d’effectuer cette synthèse. Il s’agit tout simplement, dans cette deuxième approche, d’appliquer aux territoires les techniques du géo marketing qui se répandent actuellement dans toutes les sphères professionnelles.

On n’observe pas toutefois, à ce stade, la création de postes de travail supplémentaires ou de résidences nouvelles, comme en témoigne l’étude a posteriori réalisée par l’Institut géographique national, département IGN Conseil, publiée le 17 janvier 2010, et portant sur les autoroutes A87 Angers La Roche-sur-Yon et A89 Bordeaux Clermont-Ferrand. Le phénomène de l’appariement est bien détecté au sein des territoires proches soumis à l’influence bénéfique de ces autoroutes. Par contre, le taux de progression de l’emploi au cours des 4 années qui suivent l’ouverture de l’autoroute est le même que le résident se situe dans un territoire proche de l’autoroute ou éloigné. L’appariement ne concerne en réalité que les changements de lieu d’emploi ou de résidence, à patrimoine bâti invariant. Il est bien distinct temporellement du phénomène de création d’un patrimoine résidentiel ou d’activité nouveau qui constitue le troisième temps des interactions.

- Troisième temps : Un troisième temps se dessine alors, celui de la création de postes de travail nouveaux et de résidences nouvelles, c’est-à-dire celui de la création d’un patrimoine nouveau résidentiel ou d’activité. Cette étape ne se concrétise qu’au bout d’une période de 5 à 8 ans après l’ouverture d’une infrastructure majeure, comme en témoigne l’étude réalisée par Thierry Mayer, Sciences Po, et Corentin Trévien, Insee Sciences Po, pour le compte de la Société du Grand Paris, publiée le 12 avril 2012, et portant sur l’impact en matière de création d’emploi des lignes du RER en Île de France. Dans le sous chapitre 4-2, consacré à l’évolution temporelle de l’effet du RER, il est précisé : « L’impact du RER est tardif et stable dans le long terme. En effet, on ne détecte pas d’effet significatif avant huit ans pour l’ensemble des entreprises. Concernant les entreprises à capitaux étrangers, les effets sont significatifs moins tardivement, c’est-à-dire à partir de 5 ans et se stabilisent ensuite. »

Cette étape plus tardive est celle des modèles de développement urbain (en termes anglo-saxons, modèles Land Use Transportation Interaction, LUTI).

Dans ce cas-là, il y a une confrontation entre une demande globale de mètres carrés de planchers et une offre locale de mètres carrés autorisés inscrite dans les documents d'urbanisme locaux, qu’il s’agisse de communes relevant du règlement national d'urbanisme, de communes relevant des cartes communales ou de communes relevant des plans locaux d'urbanisme.

La confrontation donne naissance à des tendances d’urbanisation dont le moteur est la qualité de l'appariement des zones ouvertes à l'urbanisation (résultats de l'étape numéro 2 des évaluations) et dont le frein est le coût de viabilisation de ces zones.

On applique de fait une formule découlant de la théorie des choix discrets, les choix portant sur les différentes zones d’offre d’urbanisation, disposant d’une utilité positive, au sens de la qualité de l’appariement dont elles sont le siège, et assujetties à un coût, le coût de viabilisation destiné à les rendre urbanisables.

Ce modèle élaboré par Jean Poulit a été évalué par Setec International en Octobre 2013 au sein des régions Aquitaine et Midi Pyrénées. Il donne des résultats positifs. On a pu ainsi, sur les 5000 communes de ces deux régions, reconstituer les tendances d’urbanisation au cours des 10 dernières années.

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Dans ce troisième temps, celui de l’évaluation des tendances d’urbanisation, on peut déterminer les emplois et les résidences supplémentaires créés ainsi que les évolutions spatiales de ces implantations. Ces créations d’emplois et de résidences vont conduire à des appariements plus nombreux et donc à des résultats économiques supérieurs mais il faudra alors, si on souhaite réaliser une évaluation des investissements à réaliser, placer au dénominateur non seulement le coût des infrastructures de transport mais celui de toutes les infrastructures d’accompagnement d’une urbanisation nouvelle (réseaux de toutes natures).

Une bonne évaluation des interactions entre territoires et transports consiste en fait à enchainer les étapes 2 et 3, à calculer l’utilité au sens de l’appariement à une date donnée T0, d’appliquer un modèle LUTI pour déterminer l’évolution du patrimoine entre le temps T0 et le temps T1 puis de refaire un calcul d’utilité par voie d’appariement au temps T1 et ainsi de suite. On peut ainsi détecter si les évolutions du patrimoine résidentiel et d’activité vont dans le bon sens ou non.

A patrimoine résidentiel et d’activité donné, il faut être conscient que l’évaluation d’une infrastructure donnée par la méthode de l’appariement (étape 2) aussi bien d’ailleurs que par la méthode des gains de temps (étape 1) est une évaluation marginaliste, c’est-à-dire toutes autres données invariantes par ailleurs.

Lorsque le patrimoine résidentiel et d’activité évolue (étape 3), la comparaison des résultats obtenus par la méthode de l’appariement (étape 2), avant et après évolution de ce patrimoine, permet d’identifier des évolutions moyennes et non plus marginales.

On dispose, dès lors, d'une chaîne complète des interactions qui existent entre les transports et les territoires :

- le stade 1 de l'ouverture d'une voie nouvelle au cours duquel se manifestent les gains de temps,

- le stade 2 de l'appariement qui apparaît, à patrimoine résidentiel et d'activité inchangé, dès l'ouverture de la voie mais qui arrive à maturité à échéance de trois ou quatre ans,

- et enfin le stade 3 de la création d'un patrimoine résidentiel et d'activité nouveau qui, lui, apparaît plus tardivement, à un horizon de cinq à huit ans.

Les résultats des évaluations associées aux étapes 2 et 3 peuvent être illustrés par des cartes qui ont un grand pouvoir d’évocation et qui font clairement apparaître les relations profondes qui existent entre les territoires et les transports, au regard notamment des critères de création de richesse économique et de bien-être environnemental.

L’objet du présent rapport sur la valorisation de l’accessibilité est d’analyser le 2^e temps des interactions entre les territoires et les transports, celui qui succède au premier temps, reposant sur les gains d’heures ou de minutes à l’ouverture d’une infrastructure. Il ne contredit pas ce premier temps mais montre comment il lui succède de façon harmonieuse, en mettant en évidence le phénomène de valorisation des biens convoités commodément accessibles qui se substitue aux gains de temps.

Le rapport met également en exergue des outils d’évaluation adaptés à ce 2^e temps des interactions entre les territoires et les transports. Ces outils font appel à des notions simples de « territoires accessibles dans un temps de transport donné », concept que les urbanistes et les aménageurs maîtrisent parfaitement, ce qui permet d’établir des relations fructueuses entre les responsables des infrastructures de transport et ceux qui conçoivent les projets d’urbanisme et d’aménagement. Ils permettent enfin d’établir un dialogue de qualité avec les élus qui sont directement impliqués dans les choix à effectuer.

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17 1.2 Formulation du surplus lié à l’accessibilité en application de la théorie des choix discrets de Daniel McFadden, prix Nobel d’économie

1.2.1 Introduction générale à la théorie des choix discrets

Daniel McFadden a effectué d’importants travaux sur la théorie des choix discrets dont le principe consiste à évaluer l’intérêt économique lié à la possibilité d’effectuer un choix parmi M modalités de choix possibles.

Le nombre de choix possibles (choix discrets) a un effet sur l’utilité du choix effectué.

Comme la distribution des déplacements est liée à des choix discrets tels que des biens convoités au sein de destinations multiples accessibles, grâce à des systèmes de transport diversifiés, offrant chacun des itinéraires différentiés, il est utile de bien approfondir la théorie des choix discrets dont le monde des transports est un sous- ensemble particulièrement important.

Comme on l’a déjà dit en introduction, Daniel McFadden considère que, lorsque des choix doivent être effectués entre différentes opportunités, l’évaluateur donne des valeurs strictes à chacun de ces choix, à l’aune des connaissances qu’il en a. Mais l'usager, plus subtil que cela, attribue à chaque choix possible une valeur qui lui est spécifique. Cela le conduit à attribuer aux biens ou services, entre lesquels il peut effectuer un choix, une valeur supérieure ou inférieure à la valeur stricte attribuée par l’évaluateur. Il effectuera bien entendu le choix qui maximise sa satisfaction. La valeur sélectionnée sera donc supérieure à la valeur stricte attribuée par l’évaluateur.

Par exemple, si l’usager a à choisir entre quatre itinéraires, de coût généralisé identique, il prendra celui qui est bordé d'une rivière s’il apprécie la présence de l'eau, ou celui qui est bordé de plantations s'il apprécie l’existence d’arbres. Cette appréciation personnelle donne naissance, au-delà de la valeur stricte donnée par l’évaluateur, à un terme « ε » que l'évaluateur ne connaît pas mais dont il connaît par contre la distribution statistique, qui, elle, est très générale, et qui a été observée dans de nombreux cas de choix discrets.

Cette distribution respecte une loi de Gumbel (double exponentielle de la valeur stricte des biens convoités). À partir de cette loi de Gumbel, Daniel McFadden donne une formulation de la probabilité d’effectuer le choix d’un bien ou d’un service et une formulation de la valeur que l’on peut attribuer au système constitué par l’ensemble des choix qui se présentent à l’usager.

La probabilité d’effectuer le choix d’un bien ou service est de la forme : « e^Vj/σ/∑_j e^Vj/σ »

La valeur du système constitué par l’ensemble des choix possibles est, de son côté, de la forme : « σ Log ∑j e^Vj/σ », ou en termes littéraux, « Logarithme de la somme des exponentielles des valeurs strictes des biens convoités entre lesquels un choix peut être effectué ». C’est cette formule qui a valu à Daniel McFadden le prix Nobel d’économie. C’est cette formule qui est inscrite dans l'annexe 2 de l'instruction cadre du 25 mars 2004, qui repose donc sur des fondements théoriques solides. Dans l’annexe 2, la formule de l’utilité découle directement de l’analyse de la probabilité d’accès aux biens convoités, qui est précisément de la forme : e^Vj/σ/∑j e^Vj/σ.

1.2.2 Présentation d’exemples simples de choix discrets au sens de Daniel McFadden

1.2.2.1 Cas de quatre itinéraires rejoignant une zone i à une zone j

Traitons tout d'abord l'exemple de quatre itinéraires rejoignant une zone i à une zone j, de coûts généralisés identiques C_ij. Il s’agit en l’occurrence de 4 choix discrets.

Daniel McFadden, dans un cas de cette nature, apporte deux réponses :

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- La probabilité d'emprunter l'un des itinéraires est égale à : p_ij = e ^Vij/µ / ∑1à 4 e ^Vij/µ, soit 1/4.

- L'utilité du système composé de quatre itinéraires est égale à : U_ij = µ Log ∑1à4 e^Vij/µ

= µ Log 4 e^Vij/µ

= µ Log 4 + µ Log e^Vij/µ

= µ Log 4 + µ Vij/µ

= µ Log 4 + Vij

Si C_ij est le coût généralisé, négatif, entre i et j correspondant à – C_ij, on obtient : U_ij = µ Log 4 - C_ij.

On constate que la probabilité d'emprunt d’un itinéraire est homogène aux résultats obtenus dans le cas des pratiques traditionnelles des services du ministère de l'écologie.

Par contre, en termes d'utilité, le résultat est différent puisque l'utilité comporte bien un terme négatif - Cij, celui qui est pris traditionnellement en compte par les services du ministère de l'écologie, mais également un terme positif, µ Log 4, qui traduit l'intérêt économique lié à la possibilité de pouvoir effectuer un choix entre quatre itinéraires.

Le fait de disposer d’un système composé de 4 itinéraires offre un intérêt positif, une utilité au sens économique, qui est attachée à la multiplicité des solutions offertes

1.2.2.2 Cas de 100 biens convoités implantés dans une zone j reliée à une zone de résidence i par un seul mode de transport et un seul itinéraire, de coût généralisé C_ij

Traitons ensuite l'exemple de 100 biens convoités implantés dans une zone j dont l'utilité stricte de chacun d'entre eux pour l'usager accédant à la zone j est égale à W_j⁰ et dont l'utilité stricte pour un résident en provenance de i et ne disposant pour se rendre en j que d’un seul mode de transport et d'un seul itinéraire, de coût généralisé - C_ij, est égale à V_ijⁿ = W_j⁰- C_ij.

Daniel McFadden, dans un cas de cette nature, apporte également deux réponses : - La probabilité d'accéder à l'un des biens convoités en j est égale à :

p_ijⁿ = e ^Vijn/λ / ∑1à 100 e ^Vijn/λ, soit 1/100.

- L'utilité associée à la possibilité de pouvoir accéder à l'un ou l'autre des 100 biens implantés en j est égale à : U_ij = λ Log ∑1à100 e^Vij/λ

= λ Log 100 e^Vij/λ

= λ Log 100 + λ Log e^Vij/λ

= λ Log 100 + λ Vij/λ

= λ Log 100 + Vij

Si on considère que V_ijⁿ = W_j⁰ - C_ij, on obtient : U_ij = λ Log 100 + Wj0 - C_ij.

On retrouve le terme négatif - C_ij traditionnellement pris en considération dans les évaluations de l'utilité effectuée par les services du ministère de l’écologie.

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Par contre, on trouve également deux termes positifs,

- d'une part la valeur stricte, W_j⁰, de l'un quelconque des biens convoités dans la zone j,

- d'autre part la valeur λ Log 100, terme positif qui traduit l'intérêt économique lié à la possibilité de pouvoir effectuer un choix entre 100 biens, de nature équivalente, accessibles en j.

On voit bien comment la théorie des choix discrets met en évidence l'intérêt de la diversité des choix que peut effectuer un usager.

1.2.3 Justification de la formule de l’utilité préconisée par Daniel McFadden :

On peut retrouver la formule de l’utilité préconisée par Daniel McFadden en partant de l’hypothèse faite que le terme « ε », qui traduit la différence entre la perception réelle qu’a l’usager du bien convoité et la valeur stricte donnée par l’évaluateur, respecte une loi de Gumbel.

Est reproduite ci-après la démonstration faite par Matthieu de Lapparent.

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L’espérance du maximum de l’utilité est bien égale, à une constante près, σγ, à :

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E(W) = σ ln (Σ m=1M exp (V_m/σ)

1.2.4 Cas des modalités de choix emboités :

La théorie des choix discrets s’applique à des cas plus complexes que celui d’une situation dans laquelle se présente une seule famille de choix à effectuer.

On peut en effet se trouver en présence de situations où plusieurs choix multiples s’enchaînent avant que l’utilisateur soit conduit à effectuer le choix définitif.

On évoque, dans ce cas, une situation de choix emboîtés.

On peut déterminer l’utilité associée à ces choix emboîtés.

Est reproduite ci-après, la formulation préconisée par Matthieu de Lapparent dans le cas d’un individu devant faire un choix parmi un ensemble de modalités, construit par l’emboîtement de 2 sous-ensembles constitués le premier, par une quantité, Q, de biens convoités, chacun des biens convoités étant accessible, grâce à M modalités d’accès, M(q), constituant le deuxième sous ensemble de choix emboités.

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On observe que, dans le cas de choix emboîtés comportant 100 destinations convoitées accessibles par 4 itinéraires différents entre la zone de résidence i et la zone de destination j où se trouvent localisés les biens convoités, l’espérance du maximum d’utilité s’exprime sous la forme :

E (max_q,m (U_1,1, … , U_q,m, …, U_100,4)) = γλ + λ ln (100) + µ ln (4) + W – CG.

L’espérance du maximum de l’utilité comporte bien le terme négatif traditionnel – CG (coût généralisé entre i et j). Mais il comporte également trois termes positifs, W, la valeur stricte moyenne du bien convoité à la destination, µ ln (4), facteur lié à la diversité des itinéraires permettant d’accéder aux biens convoités et λ ln (100), facteur lié à la diversité des biens convoités à la destination.

Dans les grandes agglomérations, le terme positif, λ ln (Q), peut dépasser, en poids, le facteur négatif – CG. On voit bien toute l’importance qui s’attache à cette analyse.

Il convient de préciser que François Combes et Matthieu de Lapparent, membres du groupe de réflexion, enseignent tous deux la théorie des choix discrets à l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées.

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27 1.3 Equivalence entre le facteur σ de la formule de Daniel McFadden et le facteur C

oi

/ α des modèles traditionnels de distribution des déplacements

1.3.1 Analyse des modèles de génération et de distribution reconstituant avec fidélité les résultats des enquêtes globales de transport :

Pour apprécier les équivalences entre les facteurs « σ » de la formule de Daniel McFadden et les facteurs intervenant dans les modèles traditionnels de génération et de distribution de déplacement, il convient notamment d’analyser la formulation qui permet de caractériser la probabilité qu'un déplacement issu d'une zone i se dirige vers une zone j.

Si cette probabilité est de la même forme que celle recommandée par Daniel McFadden pour évaluer la probabilité qu’un usager opte pour une modalité de choix discret comportant une valeur de référence et une partie aléatoire de cette valeur respectant une fonction de répartition de type loi de Gumbel, on est assuré que les choix effectués par les usagers dans la recherche des destinations qu’ils convoitent répondent bien à la théorie des choix discrets élaborée par Daniel McFadden.

Il convient donc d'analyser attentivement les deux premières phases des modèles de génération et de distribution de trafic communément utilisés, les phases de génération et de distribution des déplacements, qui jouent un rôle déterminant dans la création de valeur.

Ces modèles comportent quatre phases : - une phase de génération de déplacements,

- une phase de distribution spatiale de ces déplacements,

- une phase de répartition des déplacements entre modes de transport,

- une phase d'affectation des déplacements au sein d’un mode donné entre itinéraires offrant des caractéristiques différentes.

Les phases de génération et de distribution de déplacement sont les plus importantes. Ce sont elles qui permettent de déterminer la façon dont les usagers se comportent à l'égard des choix qui leur sont offerts, principalement des choix de biens convoités au sein des zones de destination.

1.3.1.1 La génération des déplacements

Il convient de distinguer les déplacements engendrés (émis ou attirés) quotidiennement hebdomadairement ou annuellement par les résidents composés des actifs et des autres membres du ménage associés et les déplacements engendrés (émis ou attirés) quotidiennement, hebdomadairement ou annuellement par les lieux d'activité ou de services qui répondent aux attentes des résidents.

Le nombre de déplacements engendrés (émis et attirés) par les résidents d'une zone i est proportionnel au nombre d'habitants P_i (ou d'actifs P_aiet des membres du ménage associés), résidant dans cette zone i.

À chaque motif de déplacement, domicile travail, domicile affaires, domicile éducation, domicile achat, domicile loisirs verts, déplacements sans extrémité au domicile, est associé un taux de génération de déplacement.

N_i^h = g_i. P_i = g_ai. P_ai

Pour un motif de déplacement donné z, on a : N_i^hz = g_i^z. P_i = g_ai^z. P_ai

Le nombre de déplacements engendrés (émis et attirés) par les activités de différentes natures d'une zone i est proportionnel au nombre d'activités ou de services A_i existant dans cette zone i.

À chaque motif de déplacement est associé un attracteur donné. Ainsi, au motif travail, est associé le nombre d'emplois totaux, au motif affaires est associé le nombre d'emplois tertiaires, au motif éducation est associé le nombre d’emplois d'enseignants, au motif achat est associé le nombre d'emplois de vente, au motif loisirs verts est associé la quantité d'espaces naturels.

N_i^a = m_i. A_i

Pour un motif de déplacement donné z, on a : N_i^az = m_i^z. A_i^z

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Sur un territoire d'études suffisamment étendu, la somme des N_i^h est égale à la somme des N_i^a alors qu'au sein d'une zone donnée, le nombre de déplacements émis et attirés liés aux résidents est différent du nombre de déplacements émis et attirés liés aux activités et aux services.

Les taux de génération de déplacement sont déterminés périodiquement à l’occasion de la réalisation des enquêtes globales de transport qui permettent d’identifier tous les déplacements effectués par les membres d’un ménage la veille du jour de l’enquête.

A titre d’exemple, les résultats de l’enquête globale de transport de 2001 en Île de France sont les suivants :

Si on adopte les moyennes observées, le nombre de déplacements annuels par ménage effectués en jour ouvrable pour motifs économiques est de 1432 :

- 396 pour le motif travail,

- 214,6 pour le motif affaires professionnelles, - 222 pour le motif éducation

- 599 pour le motif achats de biens, services et loisirs urbains.

Il faut y ajouter :

- 88 déplacements pour motif loisirs verts effectués en jour ouvrable portant le nombre de déplacements totaux annuels par ménage en jour ouvrable à 1520.

(Si on tient compte des 132 déplacements pour motif loisirs verts effectués en week-ends, on obtient 220 déplacements annuels pour motif loisirs verts).

1.3.1.2 La distribution spatiale des déplacements

On peut illustrer cette distribution en prenant en considération les déplacements N_i^h émis ou attirés par les résidents. On peut de la même façon procéder à une formulation de la distribution spatiale des déplacements en prenant en considération les déplacements N_i^a émis ou attirés par les activités et les services.

Les déplacements N_i^h engendrés (émis ou attirés) par les résidents de la zone i pour un motif de déplacement donné se distribuent spatialement selon deux facteurs :

- un facteur qui traduit l'abondance des biens convoités Q_j dans chaque zone d'attraction j pour le motif considéré,

- un facteur qui traduit la difficulté d'accéder depuis i à la zone j où se trouvent localisés les biens convoités.

Le premier facteur est proportionnel à la quantité Q_j de biens convoités en j pour le motif étudié.

Le deuxième facteur est proportionnel à une fonction très rapidement décroissante d’un terme qui illustre le temps qui sépare la zone i de la zone j. On peut adopter conventionnellement pour ce terme deux définitions qui se déduisent l’une de l’autre :

- celle d’un temps « généralisé», C_ij/C_0i, rapport du coût généralisé de transport C_ij entre i et j, c'est-à-dire du coût intégrant la valorisation du temps de transport et la prise en compte des dépenses monétaires effectives, et de la valeur attribuée à une heure de transport C_0i par l’usager résidant en i, hors dépenses monétaires.

- celle d’un temps « équivalent réel », C_ij/C_0i°, rapport du coût généralisé de transport C_ij entre i et j et de la valeur C_0i° attribuée au coût moyen généralisé d’une heure de transport, c’est-à-dire intégrant dans cette référence horaire, la part moyenne des dépenses monétaires dont les enquêtes montrent qu’elle représente 50%

de la valeur de l’heure de déplacement de l’usager résidant en iau sein des territoires comportant des transports arrivés à maturité. Cela revient à adopter une référence C_0i° égale à 1,5 C_0i. Dans ce cas, le rapport C_ij/C_0i° est bien assimilable à un temps de transport. Il l’est strictement lorsque C_ij comporte lui-même une dépense monétaire égale à la moitié de la valeur du temps de déplacement.

Dans le cadre de ces définitions, le temps « généralisé » est égal à 1,5 fois le temps « équivalent réel ».

La fonction qui donne les meilleurs résultats, au sein des territoires à dominante urbaine,est la fonction exponentielle décroissante du temps « généralisé » : e ^–α (Cij/C0i) ou du temps « équivalent réel » : e ^–α° (Cij/C0i°), dans laquelle α (ou α°) est un invariant qui traduit la rapidité de décroissance de la fonction de conductance, fonction qui illustre le poids ressenti en i du bien convoité en j compte tenu de son éloignement. Compte tenu des définitions adoptées pour le temps « généralisé » et le temps « équivalent réel » : α° est égal à 1,5.α, ce qui conduit à des distributions des déplacements identiques, que l’on adopte, pour qualifier l’heure moyenne de déplacement, C_0i, valeur d’une heure moyenne de temps de déplacement, hors dépenses monétaires, ou C_0i°, valeur d’une heure moyenne de coût généralisé, donc y compris une part forfaitaire de dépenses monétaires estimée à 50% de la valeur d’une heure de temps de déplacement.

La probabilité qu'un déplacement issu de i atteigne la destination j, pour le motif domicile travail, est ainsi de la forme :

p_ij = Q_j . e – α° (Cij/C0i°) / ∑j Q_j . e – α° (Cij/C0i°) = Q_j . e – α° (Cij/C0i°) /A_i,